신재생에너지란?
태양열 (Solar Thermal)
태양열에너지 정의
- 지표면에 도달되는 태양 복사에너지는 저밀도의 에너지(최대 1,100W/㎡ 이하)로 주간에만 존재하며, 시간에 따라 변화가 큼
- 태양 복사에너지는 파장대별 분포를 가지며, 주로 열에너지로 이용하는 파장대는 가시 광선(visible) 대임
[ 일사광선의 파장 분포 ]
태양열 이용기술
- 태양열은 태양으로부터 오는 복사광선을 흡수해서 열에너지로 변환(필요시 저장)하여 이용하는 방법과 복사광선을 고밀도로 집광해서 열 발전 장치를 통해 전기를 발생하는 방법이 있으며 건물의 냉난방 및 급탕, 산업공정열, 열발전 등에 활용
- 태양열 이용기술의 핵심은 태양열 집열기술, 축열기술, 시스템 제어기술, 시스템 설계기술 등이 있음
태양열시스템 구성 및 집열기의 종류
시스템 구성
- 집열부 : 태양열 집열이 이루어지는 부분으로 집열온도는 집열기의 열손실율과 집광장치의 유무에 따라 결정됨
- 축열부 : 열 시점과 집열량이 이용시점과 부하량에 일치하지 않기 때문에 필요한 일종의 버퍼(buffer) 역할을 할 수 있는 열저장 탱크
- 이용부 : 태양열 축열조에 저장된 태양열을 효과적으로 공급하고 부족할 경우 보조열 원에 의해 공급
- 제어장치 : 태양열을 효과적으로 집열 및 축열하고 공급, 태양열 시스템의 성능 및 신뢰성 등에 중요한 역할을 해주는 장치
태양열 이용기술의 분류
- 태양열 시스템은 자연형(passive) 시스템과 설비형(active) 시스템으로 구분
- - 자연형 시스템은 동력 또는 기타설비를 설치하지 않고 온실, 트롬월과 같이 남측의 창문이나 벽면 등 주로 건물 구조물을 활용하여 태양열을 집열하는 방식
- - 설비형 시스템은 별도의 집열기와 열매체 구동장치를 활용해서 태양열을 집열하는 방식으로 열매체 구동장치 유무에 따라 자연순환형과 강제순환형으로 구분
- 집열 또는 활용온도에 따라 저온용, 중온용, 고온용으로 분류되며, 이용분야는 태양열 온수급탕시스템, 태양열 냉난방시스템, 태양열 산업공정열시스템, 태양열 발전시스템 등이 있음
| 구분 | 자연형 | 설비형 | ||
|---|---|---|---|---|
| 저온용 | 중온용 | 고온용 | ||
| 60℃ 이하 | 100℃ 이하 | 300℃ 이하 | 300℃ 이상 | |
| 집열부 | 자연형 시스템 공기식 집열기 |
평판형 집열기 | PTC형 집열기 CPC형 집열기 진공관형 집열기 |
Dish형 집열기 Power Tower |
| 축열부 | Tromb Wall (자갈, 현열) |
저온축열 (현열, 잠열) |
중온축열 (잠열, 화학) |
고온축열(화학) |
| 이용분야 | 건물공간난방 | 냉난방·급탕 농수산(건조, 난방) |
건물 및 수산분야 냉·난방, 담수화 산업공정열, 열발전 |
산업공정열, 열발전 우주용, 광촉매폐수처리 광화학, 신물질제조 |
*주 : PTC(parabolic trough solar collector), CPC(compound parabolic collector)
[자료출처 : 한국에너지공단 신재생에너지센터]